Mae ymchwilwyr o Brifysgol Colorado Boulder a Labordy Cenedlaethol Sandia wedi datblygu chwyldroadoldeunydd sy'n amsugno sioc, sy'n ddatblygiad arloesol a all newid diogelwch cynhyrchion yn amrywio o offer chwaraeon i gludiant.
Mae'r deunydd amsugno sioc newydd hwn yn gallu gwrthsefyll effeithiau sylweddol ac mae'n bosibl y bydd yn cael ei integreiddio'n fuan i offer pêl-droed, helmedau beic, a hyd yn oed ei ddefnyddio mewn pecynnu i amddiffyn eitemau cain yn ystod cludiant.
Dychmygwch y gall y deunydd sy'n amsugno sioc hwn nid yn unig glustogi effeithiau, ond hefyd amsugno mwy o rym trwy newid ei siâp, a thrwy hynny weithredu'n fwy deallus.
Dyma'n union beth mae'r tîm hwn wedi'i gyflawni. Cyhoeddwyd eu hymchwil yn fanwl yn y cyfnodolyn academaidd Advanced Material Technology, gan archwilio sut y gallwn ragori ar berfformiad deunyddiau ewyn traddodiadol. Mae deunyddiau ewyn traddodiadol yn perfformio'n dda cyn cael eu gwasgu'n rhy galed.
Mae ewyn ym mhobman. Mae'n bodoli yn y clustogau rydyn ni'n gorffwys arnynt, yr helmedau rydyn ni'n eu gwisgo, a'r deunydd pacio sy'n sicrhau diogelwch ein cynhyrchion siopa ar-lein. Fodd bynnag, mae gan ewyn ei gyfyngiadau hefyd. Os caiff ei wasgu gormod, ni fydd yn feddal ac yn elastig mwyach, a bydd ei berfformiad amsugno effaith yn dirywio'n raddol.
Mae ymchwilwyr o Brifysgol Colorado Boulder a Labordy Cenedlaethol Sandia wedi cynnal ymchwil manwl ar strwythur deunyddiau sy'n amsugno sioc ac wedi cynnig dyluniad sydd nid yn unig yn gysylltiedig â'r deunydd ei hun, ond hefyd â'i drefniant gan ddefnyddio algorithmau cyfrifiadurol. Gall y deunydd dampio hwn amsugno tua chwe gwaith yn fwy o ynni nag ewyn safonol a 25% yn fwy o ynni na thechnolegau blaenllaw eraill.
Mae'r gyfrinach yn gorwedd yn siâp geometrig y deunydd sy'n amsugno sioc. Egwyddor weithredol deunyddiau dampio traddodiadol yw gwasgu'r holl fylchau bach yn yr ewyn at ei gilydd i amsugno ynni. Defnyddiodd ymchwilwyrdeunydd elastomer polywrethan thermoplastigar gyfer argraffu 3D, gan greu strwythur dellt tebyg i graig mêl sy'n cwympo mewn modd rheoledig pan gaiff ei daro, a thrwy hynny amsugno ynni'n fwy effeithiol. Ond mae'r tîm eisiau rhywbeth mwy cyffredinol, sy'n gallu ymdopi â gwahanol fathau o effeithiau gyda'r un effeithlonrwydd.
I gyflawni hyn, fe ddechreuon nhw gyda dyluniad crwybr mêl, ond yn ddiweddarach fe ychwanegon nhw addasiadau arbennig – clymau bach fel meginau’r acordion. Mae’r clymau hyn wedi’u cynllunio i reoli sut mae strwythur y crwybr mêl yn cwympo o dan rym, gan ganiatáu iddo amsugno’r dirgryniadau a gynhyrchir gan wahanol effeithiau’n llyfn, boed yn gyflym ac yn galed neu’n araf ac yn feddal.
Nid damcaniaeth yn unig yw hyn. Profodd y tîm ymchwil eu dyluniad yn y labordy, gan wasgu eu deunydd amsugno sioc arloesol o dan beiriannau pwerus i ddangos ei effeithiolrwydd. Yn bwysicach fyth, gellir cynhyrchu'r deunydd clustogi uwch-dechnoleg hwn gan ddefnyddio argraffwyr 3D masnachol, gan ei wneud yn addas ar gyfer ystod eang o gymwysiadau.
Mae effaith geni'r deunydd amsugno sioc hwn yn enfawr. I athletwyr, mae hyn yn golygu offer mwy diogel o bosibl a all leihau'r risg o anafiadau wrth wrthdrawiad a chwympo. I bobl gyffredin, mae hyn yn golygu y gall helmedau beic ddarparu gwell amddiffyniad mewn damweiniau. Mewn byd ehangach, gall y dechnoleg hon wella popeth o rwystrau diogelwch ar briffyrdd i'r dulliau pecynnu a ddefnyddiwn i gludo nwyddau bregus.
Amser postio: Medi-04-2024